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铝离子电池电解质的研究进展

铝离子电池电解质的研究进展

摘要：由于社会的快速发展，人们对二次离子电池的要求日益提高。铝离子电池具有成本低、安全性高、循环性能好等优点，是未来替代锂离子电池的理想储能体系。电解质作为电池系统重要组成之一，起到传输离子、连通电路的作用，对电池性能具有直接影响。因此，设计和制备具有良好综合性能的电解质一直是铝离子电池领域的研究热点。本文对目前铝离子电池的液态电解质、无机固态电解质和聚合物电解质的研究现状进行了总结，从成本、电化学窗口、化学稳定性和离子电导率等方面对它们的性能进行了分析，并对未来铝离子电池电解质的发展方向进行了展望。
新能源 2025年06月30日
基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展

基于阴离子电荷补偿机制的高比能二次电池正极材料研究进展

摘要：基于氧相关的阴离子氧化还原反应, 富锂层状正极材料具有放电比容量高、高工作电压和低成本等特点,被认为是最有潜力的下一代高比能锂离子电池商用正极材料. 然而, 富锂材料目前面临着严重的氧释放、不可逆的过渡金属迁移和有害的相转变等, 这些问题直接影响了其电化学性能. 近年来, 结构设计作为一种高效的策略用以改善富锂正极的不可逆氧反应、电压衰减和循环稳定性等, 已取得了优异成果. 此外, 通过调整氧相关氧化还原反应的正极体系, 非水锂-氧气电池借助氧气(O2)和过氧化锂(Li2O2)之间的可逆转化实现了容量的革命性提升. 本文就Li2MnO3域调控、缺陷设计、氧排列次序调控、新构型开发、组成调控和形貌设计等方面, 综述了富锂层状正极材料结构设计领域的研究进展, 并从电池材料结构设计角度探讨了封闭锂-氧气电池取得的进展与未来挑战,为构建新型高比能二次电池体系提出了展望.
新能源 2025年12月04日
锂离子电池用纳米碳材料研究进展

锂离子电池用纳米碳材料研究进展

摘要：锂离子电池作为最有前景的储能器件之一,已经在便携式电子设备上广泛应用。然而使用传统电极材料,电池的能量密度和功率密度不够高、耐久性差、成本高,限制了其在电动汽车等方面的大规模应用。纳米碳材料的发展为设计适合锂离子电池的新型储能材料提供了机会。纳米碳材料作为一种新型碳材料具有许多独特的性能,包括独特的形貌结构、高比表面积、低扩散距离、高电导率和离子导电性能、可控的合成和掺杂等优点。因此,纳米碳材料在高可逆容量、高功率密度、长循环稳定性和高安全性锂离子电池中具有较大的应用前景。然而,纳米碳材料普遍存在首次库仑效率低、电压滞后等缺点,且纳米碳材料的电化学性能取决于碳材料的形貌和微观结构。解决这一问题最常用的方法主要有:(1)通过对纳米碳材料的形貌和微结构调控来改善其电化学性能;(2) 通过异质原子掺杂改善纳米碳材料的电化学性能;(3) 将纳米碳与其他储锂材料复合形成复合电极材料。本文主要综述了富勒烯、石墨烯、碳纳米管和多孔碳等四种具有代表性的纳米碳材料在锂离子电池中的最新研究进展,系统归纳了纳米结构和形貌对电化学性能的影响,讨论了纳米碳的合成、电化学储锂性能和电极反应机理。本文还对纳米碳材料未来在锂离子电池应用中需要解决的关键问题进行了总结与展望。
新能源 2024年05月28日
高镍层状正极材料失效机理及其改性研究进展

高镍层状正极材料失效机理及其改性研究进展

摘要：在现有的商用正极中，富镍层状正极因其高能量密度、较好的倍率性能和合理的循环性能而被广泛应用。目前，Ｃｏ的价格远高于Ｎｉ和Ｍｎ，正极材料的研究正朝着高镍“少钴化”甚至“无钴化”的方向推进。本文主要介绍了近年来高镍层状正极材料的研究进展，旨在为未来高镍正极的设计、开发提供重要线索，并推动其实际应用进程。文中首先介绍了高镍正极材料主要失效机理，包括表面／界面降解、阳离子混合、电极－电解质自发寄生反应、气体析出和晶间／晶内开裂。其次，综述了近些年来对高镍材料进行的体相掺杂、表面包覆、成分调整和形貌工程等方面的改性研究和相关进展。最后，对高镍正极材料未来的研究方向和目前的技术挑战进行了展望。
新能源 2025年06月09日
可充电镁电池负极材料及界面化学的研究进展

可充电镁电池负极材料及界面化学的研究进展

摘要：可充电镁电池凭借其优异的电化学性能、镁资源的丰富性以及Mg均匀沉积的特性，已成为极具潜力的下一代电池之一。然而，其负极材料存在界面钝化、体积膨胀以及不均匀Mg剥离/沉积等问题，成为制约镁电池商业化进程的主要瓶颈。尽管在探索新型负极材料体系与界面化学调控策略上已取得了较多进展，但开发具有高能量密度、高功率密度、优异稳定性及长循环寿命等优势的负极材料仍面临着许多挑战。本文系统地回顾了可充电镁电池负极材料及界面调控领域的最新研究进展，深入剖析了材料组分、微观结构以及表面/界面结构对电化学性能的影响及其内在作用机制，并对未来负极材料的开发设计及界面调控进行了展望。
新能源 2025年11月14日
磷酸铁锂的高性能化研究进展

磷酸铁锂的高性能化研究进展

摘要：工业革命以来，科技的迅速发展不断丰富着人类的物质生活，与此同时化石能源（石油、煤炭、天然气等）大量消耗，二氧化碳排放逐年增加，全球变暖趋势加剧。燃油汽车是石油消耗的主力军。为落实“双碳”战略目标，新能源汽车发展迅猛。作为新能源汽车的动力来源，动力电池备受关注。开发价格低廉、资源丰富、安全性优异的动力电池是发展新能源汽车的重中之重。目前磷酸铁锂（LiFePO4）和三元正极材料广泛用作混合动力汽车（Hybrid ElectricalVehicle, HEV）和电动汽车（Electrical Vehicle，EV）锂离子电池中。前几年，受国家 补贴政策影响，由于能量密度比三元正极材料低，LiFePO4 正极材料的出货量几乎停止增长，而三元正极材料一路高歌猛进，占据了新能源汽车的主要市场。随着补贴政策的退出，具有橄榄石结构的LiFePO4 因其具有成本低、安全性高、环境友好等诸多优点又重新获得青睐。同时，由于刀片电池等结构设计上的技术进步，LiFePO4电池的能量密度大幅提高。2021年LiFePO4 正极材料的出货量超过三元正极材料，达到47万吨。然而，LiFePO4 较低的电子电导率（
新能源 2025年03月10日
钠离子电池储能技术及经济性分析

钠离子电池储能技术及经济性分析

摘要：储能技术是构建能源互联网的关键支撑技术，是保障电网稳定运行、优化能量传输、消纳清洁能源、改善电能质量等的重要手段。电化学储能具备地理位置限制小、建设周期短等优势，是主流储能方式之一。目前，在电化学储能中发展最为成熟的是锂离子电池技术，但随着电动汽车普及和大规模储能应用，锂离子电池或将面临锂资源紧缺的问题。钠离子电池由于资源丰富、成本低廉、能量转换效率高、循环寿命长、维护费用低等优势，已成为目前储能技术的研究热点。本文对钠离子电池储能技术的可行性和经济性进行了分析，与当前主流储能技术进行了对比，从度电成本这一经济性角度分析了钠离子电池在大规模储能领域的优势，简要介绍了钠离子电池的应用场景及1 MW·h钠离子电池储能示范案例，并在此基础上给出了钠离子电池应用于储能电站的一些思考和建议。
新能源 2024年05月05日
钠离子电池低温电解质的研究进展与挑战

钠离子电池低温电解质的研究进展与挑战

摘要：钠离子电池因资源丰富、成本低廉、安全性高及环境友好等优势,在低速电动汽车、大型储能系统等领域备受关注。电解质作为电池的重要组成部分之一,承担着在正负极间传输离子的作用,对电池的循环寿命、倍率、安全性及自放电等性能具有重要影响。然而,在低温环境下,由于离子电导率下降、电解质与正负极兼容性变差、去溶剂化能升高、电极/电解质界面性质变差等问题,使得钠离子电池难以发挥理想的性能。本文总结了近年来对低温电解质的钠离子溶剂化结构及电极/电解质界面的新认识,并对基于氢键网络破坏、弱溶剂化、快速反应动力学及阴离子干预的低温电解质设计策略进行了系统分析。最后,提出深入理解电解质的钠离子溶剂化结构、电极/ 电解质界面性质与电解质低温性能之间的关系是未来从电解质角度提升钠离子电池低温性能的关键。
新能源 2024年05月06日
电动汽车退役动力电池中LiFePO4材料再生利用研究进展

电动汽车退役动力电池中LiFePO4材料再生利用研究进展

摘要：随着“碳达峰、碳中和”目标的提出，新型环保的储能器件迎来了极大的发展前景。特别是，锂离子电池（LiB）凭借其能量密度高、使用寿命长等诸多优势在众多储能器件中脱颖而出。磷酸铁锂（LiFePO4）材料由于具有热稳定性好、循环次数高、服役时间长、无记忆效应等优势迅速成为电动汽车动力电池正极材料的主流。随着大规模 LiFePO4型电池退役浪潮的到来，如何处置和利用这些废旧电池已成为国内外亟需解决的热点问题。以 LiFePO4型电池的失效机理为基准，从宏观和微观两个角度分析了废 LiFePO4材料再生前后的变化，并从补偿锂和构建还原环境两个维度对废 LiFePO4材料直接再生技术的相关研究进展进行了综述，明确提出废 LiFePO4正极材料更适合走直接再生的回收路径，以期实现废 LiFePO4材料的科学回收。
新能源 2025年02月26日
钠离子电池硬碳负极材料研究进展

钠离子电池硬碳负极材料研究进展

摘要：随着高性能电极材料的开发和储钠机理的研究，钠离子电池的电化学性能得到极大的提升。硬碳作为公认的最成熟和最具商业化潜质的负极材料，仍面临着首次库仑效率低、倍率性能较差等问题。同时，科研人员投入巨大精力深入研究硬碳储钠机理，探索提高性能和降低成本的合成方法。但对于储钠机理仍存在分歧，尤其对低压平台区的储钠机制有较大争议。本工作通过对近期文献的综合分析，基于硬碳材料的嵌入、吸附及纳米孔填充三种不同储钠过程，着重介绍了“嵌入-吸附”“吸附-嵌入”和其他多种形式的复合储钠机理。随后，在深入了解硬碳材料储钠机理的基础上，分析了比表面积、孔隙、缺陷、层间距和官能团等对硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。同时介绍了结构优化和涂覆涂层方法表面改性对改善硬碳负极材料倍率性能和首次库仑效率的影响。为了促进硬碳的实际应用，阐述了电解质优化对ICE 膜性能改善及倍率性能的影响。综合分析表明，硬碳材料改性及电解液优化，有望同时实现高倍率性能、高首次库仑效率和循环稳定性。
新能源 2024年05月05日